Kapky Kapilární délka Simulace pomocí Isingova modelu 7.přednáška
Kapaliny vykazují poněkud zvláštní vlastnosti. Mají schopnost porazit gravitaci a vytvořit kapilární mosty, přesouvat se po šikmých rovinách, nebo stoupat ve velmi malých kapilárách. Avšak kapky mohou ztratit svůj tvar koule naopak pod vlivem gravitace.
TVARY KAPEK (OBJEMY KAPEK) SFÉRICKÁ KAPKA -1 KOLÁČOVÁ KAPKA Real photo of a cake drop with denotation of a capillary length.
TVARY KAPEK (OBJEMY KAPEK) SFÉRICKÁ KAPKA KOLÁČOVÁ KAPKA http://science-life.org/2014/11/13/how-many-h2o-molecules-arethere-in-a-droplet-of-water/
Tvary kapek kapilární délka gh 2. r 2 g rh 1. 2 Jednotky kapilární délky? Scheme of liquid wicking into a cylindrical capillary from a reservoir, where h is height of meniscus above liquid reservoir level and r is capillary radius. Adamson, A., W., Gast, A., P.: Physical Chemistry of Surfaces, A Wiley-Interscience Publication (1997)
RADIÁLNÍ KAPILÁRA Prof. Abraham Marmur is working at the Technion, Israel Institute of Technology in Haifa, Israel. His research interest cover a broad range of interfacial and colloidal phenomena, in particular wetting, adhesion and capillarity, contact angle theory and measurement, ultra-hydrophobic surfaces, spreading on surfaces: relationship between adhesion and wetting, capillary penetration into porous media, wetting and dispersions of powders; liquid dispersions and emulsion stability. Marmur, A.: Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 124, No.1, pp.301-308 (1988)
RADIÁLNÍ KAPILÁRA The radial capillary model is presented on the left side, where is outside contact angle; R is radius of the outside drop part; is contact angle inside the radial capillary and r is the radius of liquid shape inside the radial capillary. The liquid body with the first r and the second -R 2 = d/(2 cos ) radii of curvature inside the radial capillary is on the right side. Marmur, A.: Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 124, No.1, pp.301-308 (1988)
Laplaceovy tlaky RADIÁLNÍ KAPILÁRA (2/R) + (2cos /d) (1/r) Scheme of Laplace pressure s actions inside a liquid body penetrating into the radial capillary leading to a condition of spontaneous penetration of liquid drop into the radial capillary. PODMÍNKA SPONTÁNNÍHO PRONIKÁNÍ KAPKY DO RADIÁLNÍ KAPILÁRY VYCHÁZÍ Z TĚCHTO VZTAHŮ p 1 -p 2 0. 2 1 2cos p1 p2 R r d r d 2d 2cos R r p d 2d 2cos R, kde r p je nejmenší poloměr r který dovoluje spontánní pronikání. Poloměr r p je nazýván priming radius.
RADIÁLNÍ KAPILÁRA a) b) Dva limitní případy pronikání sférických kapek do porézních materiálů: OTEVŘENÝ REŽIM = konst. R konst; R UZAVŘENÝ REŽIM konst; R= konst.
RADIÁLNÍ KAPILÁRA Příklad - Pronikání do NT
RADIÁLNÍ KAPILÁRA Příklad - Pronikání do NT Modelová uspořádání jako teoretický úvod do problematiky x experiment s NT c) Tvary kapek + d) Pronikání kapek do porézních materiálů e R The Locked Gravity Regime R/R 0 =1; R is constant. The Unlocked Gravity Regime R=R 0.exp{-(t-t 0 )/ p }. Bacri, L., Brochard-Wyart, F.: Droplet suction on porous media, The European Physical J. E, Vol. 3 (2000) Unstable area (change of the drop curvature). The Unlocked Regime R/R 0 0; the radius R decreases linearly with time.
RADIÁLNÍ KAPILÁRA Příklad - Pronikání do NT e R Sférická kapka pronikající do NT == postupná kombinace obou režimů
Sledování průniku kapek do vlákenné struktury netkaných textilií Výsledky nalezení třetího režimu height ; width ; angle V mm 3 w; h mm i) ii) iii) Example of the graphical recording of increasing the volume of liquid inside the nonwoven, the change of a height, a width and a contact angle of drop versus time and the image analysis for this drop. The weight of the drop was 0,07 g.
RADIÁLNÍ KAPILÁRA Příklad - Pronikání do NT Uzavřený grafitační režim R/R 0 =1; R is constant. Otevřený gravitační režim R=R 0.exp{-(t-t 0 )/ p }. Nestabilní oblast (změna do sférické kapky) Unstable area (change of the drop curvature). Otevřený režim R/R 0 0; the radius R decreases linearly with time. Koláčová kapka pronikající do NT == postupná kombinace tří režimů
Sledování průniku kapek do vlákenné struktury netkaných textilií Popis postupu Výška = 1pxl